江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用研究進展

崔士友，張 蛟，翟彩嬌

（江蘇沿江地區農科所，江蘇南通226541）

江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用研究進展

崔士友，張 蛟，翟彩嬌

（江蘇沿江地區農科所，江蘇南通226541）

江蘇省人均耕地少，沿海灘涂鹽堿地作為重要的土地后備資源其開發、利用和保護日益引起人們的高度重視。筆者初步總結了江蘇沿江地區農科所及江蘇省有關研究機構在濱海鹽土快速脫鹽改良技術、耐鹽作物大規模篩選技術、沿海灘涂作物栽培關鍵技術以及技術沿海灘涂作物高效種植模式方面的研究進展，在此基礎上提出了構建江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用技術體系的設想，包括：（1）濱海鹽土評估、農林利用適宜性評價技術；（2）濱海中、重鹽土快速脫鹽改良技術；（3）濱海灘涂植樹造林改土技術；（4）耐鹽作物品種的篩選及高效規模化種植技術。

沿海灘涂；鹽土改良；耐鹽作物；種植模式；農林利用

0 引言

江蘇省人多地少，經濟發達，耕地是江蘇農業和社會經濟可持續發展的重要限制因素。但同時又擁有一種獨特的土地資源，沿海地區灘涂總面積高達68.7萬hm2，約占全國灘涂總面積的1/4，居各省市區之首，其中潮上帶29.5萬hm2，且每年仍以1267 hm2的速度淤長。隨著人口增長和社會經濟的快速發展，沿海灘涂作為江蘇省重要的土地后備資源其開發、利用和保護日益引起人們的高度重視。

根據2008年江蘇近海海洋綜合調查與評價（國家908專項江蘇部分），江蘇省50萬hm2左右的沿海灘涂尚未圍墾。另據省發展改革委、省沿海辦制定的“江蘇沿海灘涂圍墾開發利用規劃綱要”，2010—2020年10年間，灘涂圍墾總面積達18萬hm2。根據《江蘇沿海地區發展規劃》，對于圍填所形成的新的土地資源，用于農業、生態和建設分別占60%、20%和20%。灘涂開發利用尤其是農業和生態建設的最大限制因素是其土壤的高鹽分，灘涂快速降鹽和耐鹽植物/作物的篩選是鹽土農業開發研究的兩個技術難題或研究方向。

更為可喜的是鹽堿地的開發利用得到了國家層面的高度重視，2014年由中科院報送國務院的“中科院建議開展全國鹽堿地分類治理技術示范”的報告，獲得了國家領導人的重要批示[1]；在此基礎上，國家發改委聯合科技部、農業部、財政部等10部委共同頒布實施了《關于加強鹽堿地治理的指導意見》[2]；2015年中央“一號文件”第一條第一點中重點指出“實施糧食豐產科技工程和鹽堿地改造科技示范”[3]。筆者介紹江蘇沿江地區農科所及省內相關科研機構近年來的在濱海鹽土脫鹽改良以及耐鹽作物篩選及規模化利用方面的研究進展，以期為江蘇省沿海灘涂的開發利用提供參考。

1 濱海鹽土快速脫鹽與改良技術

沿海灘涂土壤屬于濱海鹽土類型，由于長期受海洋潮汐的影響，土壤鹽分含量偏高、土體發育不明顯、理化性狀差、肥力水平低下。濱海鹽土改良的關鍵環節有2個：以工程措施為主導的降鹽，以增加有機質為主導的土壤培肥[4]。前者決定了圍墾的灘涂能否用于作物生產，而后者則決定作物的生產水平及其可持續性。近年來低成本高效脫鹽與改良技術的研制和應用在江蘇省取得了可喜的進展，有望獲得規模化的推廣利用。

1.1 濱海鹽土快速脫鹽技術

沿海灘涂資源開發利用（無論是農業還是生態）的關鍵技術難題是土壤鹽分含量過高，降鹽是開發利用灘涂資源的先決條件。目前所使用的一些方法如淡水洗鹽、暗管排鹽等仍存在諸多不足，如成本高、時間長（3～5年），且這些技術對高鹽灘涂降鹽效果較差。

江蘇沿江地區農科所鹽土農業項目組通過近幾年的研究，初步構建了以秸稈覆蓋為核心的灘涂快速降鹽技術體系（授權發明專利，沙性重鹽土快速脫鹽的簡單方法，專利號：ZL201410698031.9）。根據江蘇沿海地區作物秸稈豐富和雨水資源充沛的特點，集成以秸稈覆蓋為核心，充分利用每年6—8月的雨季，淋溶鹽土表層所集聚的大量鹽分，減少水土流失；同時，利用秸稈覆蓋抑制鹽分的表聚。

試驗研究表明，與濱海鹽土裸地相比，本技術的使用，明顯加快了土壤鹽分的淋溶（圖1），經過雨季（6—8月）的淋溶，7個月時間耕層(0～40 cm)土壤鹽分下降至1～2 g/kg，基本可以滿足主要作物的生產要求；經過11個月的時間0～100 cm剖面尤其是下層鹽分明顯下降，可以滿足灘涂造林綠化的要求。

進一步分析表明，土壤鹽分的淋溶方程均可用指數方程(1)擬合。

此處，y為ECa/ECi，x為Dw/Ds。其中ECa即淋溶后的實際鹽分，ECi為土壤剖面的初始鹽分，Dw為雨水入滲的深度，Ds為需改良的土壤深度。

淋溶方程給出了淋溶的相對脫鹽量與所提供的相對雨水量間明確的數量關系，擬合的指數方程表明ECa/ECi隨著Dw/Ds而指數下降，0～20 cm和0～40 cm脫鹽80%所需的雨水量可根據淋溶方程計算而得（表1），20 cm和40 cm土層脫鹽80%平均需要181.7 mm和351.5 mm的降雨量。

圖1 濱海鹽土秸稈覆蓋下雨水的淋溶效果

1.2 濱海鹽土快速改良技術

揚州大學環境科學與工程學院柏彥超等開展了符合土地改良用標準的生活污泥改良濱海鹽土的試驗[4-6]，結果表明，施用生活污泥可顯著改善灘涂土壤的理化性狀。隨著污泥施用量的增加，灘涂土壤的容重、密度、pH逐漸下降，有機質、全氮、全磷、速效氮、速效磷、CEC均呈上升趨勢，全鉀、速效鉀無顯著變化。灘涂土壤的細菌、放線菌數量隨污泥施用量的提高呈上升趨勢。另外，塑料盆試驗[5]和灘涂小區試驗[6]均表明施用生活污泥對灘涂土壤具有較為明顯的降鹽作用。

有機質通過改善土壤的理化性狀、改變土壤鹽分運動狀況，促進土壤脫鹽，抑制土壤返鹽，中和土壤堿度，進而減輕土壤鹽分對作物的危害，提高作物產量，達到改良灘涂土壤的目的。生活污泥是城市生活污水處理的副產物，有機質含量達30%～60%，還含有大量的N、P等養分，其含量高于豬糞、牛糞等。利用生活污泥進行灘涂土壤的改良是一項一舉多得的措施，將土地后備資源與有機固廢循環利用相結合，具有廣闊的應用前景。

表1 秸稈覆蓋下濱海鹽土的淋溶方程及土壤剖面脫鹽80%所需的雨水量

2 耐鹽作物的大規模篩選技術

水稻、小麥、玉米等在內的主要農作物均為鹽敏感或耐鹽性較弱，篩選耐鹽作物品種是推進沿海灘涂建立商品糧油基地的關鍵技術措施，近幾年盡管篩選出了一些耐鹽性較強的作物品種[7-9]，但強耐鹽的作物品種（可耐3‰～5‰土壤鹽分，產量達非鹽土的80%以上）尚很少。

盡管主要農作物總體上是鹽敏感的植物，大量的研究均表明作物中存在耐鹽的種質。其關鍵的技術是作物耐鹽性的規模化鑒定和篩選。本項目組經過近5年的工作，已經建立起錐形管/盆栽苗期鑒定（授權專利：作物苗期耐鹽性的簡單鑒定方法，ZL2013 1 037929.9）-鹽池全生育期鑒定-灘涂實地鑒定相結合的作物耐鹽性鑒定技術平臺，為進一步挖掘耐鹽作物種質提供了支撐。

江蘇沿海地區農科所、江蘇沿江地區農科所等單位近年來在耐鹽作物鑒定與篩選方面做了較多的工作，篩選出了一些具有較強耐鹽性且綜合性狀優良的作物品種，如‘鹽稻10號’、‘鹽稻12’、‘通粳981’等水稻品種，‘蘇玉10號’、‘蘇玉30’等玉米品種，‘淮豆4號’、‘通豆2006’等大豆品種，‘鹽油雜3號’等油菜品種。隨著篩選工作的進一步深入，作物的種類、耐鹽作物品種的數量及其耐鹽性將得到進一步的拓展。

3 沿海灘涂作物栽培關鍵技術研究

中國科學院南京土壤所楊勁松團隊在輕鹽土作物栽培方面做了較多的研究工作[10-12]，其技術措施主要包括覆蓋（秸稈、薄膜）、有機肥施用、肥料運籌等方面，其在江蘇濱海鹽土（東臺）的研究結果表明有機肥與覆蓋傳統農藝措施的有效組合可較好地調控灘涂圍墾農田土壤水鹽，促進作物增產。該研究為蘇北灘涂新墾農田鹽堿障礙因子的消減及作物增產提供了一種新途徑，也為當地有機肥及秸稈資源的可持續利用提供了依據。

在肥料運籌方面，陳冬峰等進行了在中等肥力水平下的大麥平衡施肥試驗，氮肥以公頃施純氮225 kg左右為宜，磷肥以公頃施磷素(P2O5)45～90 kg之間為合適，鉀肥在大麥當季可以少施或不施[13]。王志春的試驗表明在沿海灘涂缺K的土壤上（耕層速效鉀含量為65 mg/kg）平衡施肥與常規施肥（不施K肥）相比具有明顯額增產作用[14]。

4 江蘇沿海灘涂作物高效種植模式

江蘇沿海灘涂高效農業至少包含2個方面的含義：①本身具有較高的直接經濟效益，如西蘭花、西瓜等特經作物的種植；②通過機械化生產獲取規模生產所帶來的效益，一些大宗作物盡管單位面積的效益不高，但借助機械化的推廣，可大幅度降低勞動成本，也能獲得較高的規模效益。

目前江蘇沿海灘涂的高效種植模式主要有以下三類：

（1）將具有沿海地區特色的特經作物引入沿海灘涂種植制度中，如大麥套種羊角椒[15]，以及西瓜、西蘭花、糯玉米等特經作物，并可引入草莓、葡萄等果品。

（2）大宗作物的規模化生產。主要作物如水稻、大小麥、玉米等目前在播種（育苗、移栽）、收獲等環節均已實現機械化，降低了生產用工，減少的生產成本。且市場需求旺盛，可規模化市場，效益可觀。

（3）發展飼草生產，推進農牧結合。近年來江蘇沿海地區畜牧業發展迅速，需要大量飼用草料。甜高粱在江蘇沿海灘涂作物飼草生產極具發展前景[16]。甜高粱適應性廣、抗逆性強、管理簡單，特別是在耐鹽堿、抗旱耐澇性方面具有一定的優勢；另外，高粱為C4植物，生物量高。甜高粱用于青貯飼料生產，可滿足沿海農區奶牛業發展對粗飼料的需求，降低畜牧業飼料成本，增加經濟效益。試驗表明甜高粱青貯飼料品質相當于或優于玉米，飼喂奶牛能增加奶牛的產奶量[17]。青貯甜高粱日糧飼喂奶牛，比青貯玉米日糧日產奶量增加2.19kg/頭；飼喂3～5月齡羊比青貯玉米日糧日多增重2.01 g/只，2～3歲齡羊日多增重29.27 g/只；奶品質差異不顯著[18]。

5 江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用技術體系的構建

目前，中國在鹽堿地治理與農業高效利用方面已形成了8大體系40項的實用技術[1]。江蘇濱海鹽土的研究和開發利用目前仍多處于分散狀態，技術單一不成體系，開發利用規模小。這里基于本項目組及江蘇省有關研究機構的研究進展，提出構建江蘇沿海灘涂快速改良與高效利用技術體系的設想，為推進江蘇省沿海灘涂農業的可持續發展提供技術支撐。

5.1 濱海鹽土評估、農林利用適宜性評價技術

開展多尺度土壤水鹽動態、時空演變的聯合監測監控，并根據監測結果進行土壤鹽漬化分級分區、土壤質量和農林利用適宜性評估，在評估結果的基礎上依據不同作物/植物的耐鹽性、生態習性、當地種植習慣等進行鹽堿地利用種植布局規劃。摸清江蘇省沿海灘涂資源的家底是一項主要的基礎性工作，必須引起足夠的重視。

目前表征土壤鹽分的參數主要有2個：①以質量分數表示的土壤含鹽量，可用經典的質量法或干殘渣法測定，單位g/kg土；②以電導率表示的土壤含鹽量，如1:5土:水浸提液所測定的電導率，用EC1:5表示，單位dS/m或mS/cm。前者測定方法繁瑣，后者簡單，且兩者之間可以通過公式轉換：1 mS/cm(EC1:5)=640 mg/L水=3.2 g/kg土，或通過有關試驗所得到擬合方程而轉換，如通過江蘇省如東縣東凌墾區36個樣品的測定，得到了圖2所示的擬合方程。

圖2 土壤含鹽量與電導率EC1:5關系的擬合

5.2 濱海中、重鹽土快速脫鹽改良技術

示范推廣以秸稈覆蓋為核心、多種輔助技術配套的雨水淋溶快速脫鹽技術，促進中、重鹽土轉變為輕鹽土（0～40 cm耕層含鹽量降至3 g/kg土以下），進而發展農林業。該技術耦合工程排鹽與物理洗鹽方法，但由于濱海灘涂地下水埋深淺，礦化度高，該技術只能治標。

為了穩定濱海鹽土的脫鹽效果，必須加強鹽土培肥工作，施用有機肥是鹽土改良的一種治本技術。通過加大有機肥的投入，生活污泥等廢棄物資源化利用，施用有機肥可增加團聚體和團聚體穩定性[20]。施用農家有機肥，創造穩定“水肥保蓄層”，并在土壤積鹽時段持續控鹽。

5.3 濱海灘涂植樹造林改土技術

根據《江蘇沿海地區發展規劃》，對于圍填所形成的新的土地資源，20%用于生態。生態主要指林業建設。樹木作為構成復雜的農業系統的一個組分，對于調節地下水位和鹽土的恢復是重要的。常綠和深根的樹種蒸騰耗用大量的水分，降低地下水位，改善根區的通氣性。造林地與相鄰的農地相比，極大的降低了地下水位，這已有廣泛的認識[19]。目前應繼續加強耐鹽樹種的鑒定與篩選工作[20]，在此基礎上集成示范灘涂植樹造林技術，推進江蘇沿海地區生態防護林和景觀林的建設工作。

5.4 耐鹽作物品種的篩選及高效規模化種植技術

根據《江蘇沿海地區發展規劃》，對圍填形成的土地資源，優先用于發展現代農業、耕地占補平衡和生態保護與建設，適度用于臨港產業發展。對農業用地實施規模化開發，發展種植業和養殖業，建設國家大型商品糧棉基地，培育發展海水灌溉農作物，增加農業供給能力，開展非糧食生物燃料植物的規模化種植。

沿海灘涂建立商品糧油基地的關鍵是耐鹽作物品種及其配套的高效規模化種植技術。中國作物種質資源豐富，但作物種質耐鹽性評價研究尚處于零散工作，缺乏系統性、綜合性研究，遠不能滿足生產對科技的迫切需求。在加強作物耐鹽性鑒定、篩選的基礎上，還需注重沿海灘涂作物高效規模化種植關鍵技術的研發和集成示范，如覆蓋栽培、肥料運籌、機械化生產、土壤培肥等，進而推進灘涂農業的可持續發展。這些方面的研究容易獲具有自主知識產權的科研成果，因此值得引起足夠的重視。

[1]楊勁松,姚榮江.我國鹽堿地的治理與農業高效利用[J].中國科學院院刊,2015,30(增刊):162-170.

[2]發改農經[2014]594號.關于加強鹽堿地治理的指導意見[J].新疆水利,2014,(3):28-29.

[3]關于加大改革創新力度加快農業現代化建設的若干意見[EB/OL]. [2015-9-1].http://news.163.com/15/0202/04/AHE1ICE500014AED. html.

[4]柏彥超,汪莉,陶天云,等.施用生活污泥改良灘涂土壤理化性狀的探討[J].植物營養與肥料學報,2012,18(4):1019-1025.

[5]汪莉,陶天云,陳國華,等.施用生活污泥對灘涂土壤性質及重金屬含量的影響[J].中國農學通報,2012,28:227-231.

[6]Bai Y,Tao T,Gu C,et al.Mudflat soil amendment by sewage sludge:Soil physicochemical properties,perennial ryegrass growth, and metal uptake[J].Soil Science&Plant Nutrition,2013,59(6):942-952.

[7]程玉靜,薛林,白善軍,等.玉米耐鹽性種質挖掘與灘涂種植鑒定[J].江蘇農業科學,2012(1):88-90.

[8]崔世友,薛林,彭長俊,等.盆栽與灘涂種植鑒定玉米耐鹽性的比較分析[J].長江大學學報:自然科學版農學卷,2012,9(4):1-5,14.

[9]崔世友,張蛟蛟,張樹龍.甘藍型油菜品種灘涂實地耐鹽性鑒定與篩選[J].農學學報,2015(4):37-40.

[10]劉廣明,楊勁松,呂真真,等.不同調控措施對輕中度鹽堿土壤的改良增產效應[J].農業工程學報,2011,27(9):164-169.

[11]張建兵,楊勁松,姚榮江,等.有機肥與覆蓋方式對灘涂圍墾農田水鹽與作物產量的影響[J].農業工程學報,2013:116-125.

[12]張密密,陳誠,劉廣明,等.適宜肥料與改良劑改善鹽堿土壤理化特性并提高作物產量[J].農業工程學報,2014,30(10):91-98.

[13]陳冬峰,楊勁松.江蘇沿海灘涂地區大麥平衡施肥研究[J].土壤, 2001,33(5):278-280.

[14]王志春.沿海灘涂堿性沙土平衡施肥的效應[J].江蘇農業科學, 2014,42:306-307.

[15]顧閩峰,鄭佳秋,郭軍,等.江蘇沿海地區大麥與羊角椒套種高效栽培[J].辣椒雜志,2012:18-19.

[16]張培通,李春宏,郭文琦,等.江蘇省構建沿海灘涂鹽堿地甜高粱產業技術體系的設想[J].江西農業學報,2013,25(2):17-20.

[17]王永慧,陳建平,張培通,等.甜高粱和玉米青貯質量及其對奶牛的飼喂效果[J].安徽農業科學,2015,43(14):127-128.

[18]李春喜,馮海生,李永仁,等.青貯甜高粱與青貯玉米飼喂奶牛、羊及奶品質的比較研究[J].青海農林科技,2014(2):8-11.

[19]崔士友,張蛟蛟.碳管理:鹽土治理的一種新思路[J].農學學報, 2015(12):44-50.

[20]張蛟蛟,張培通,許鴻利,等.江蘇沿海灘涂6種綠化樹種耐鹽性的初步觀察[J].綠色科技,2013(12):66-67.

Fast Amelioration and Efficient Utilization of Coastal Beach in Jiangsu Province

Cui Shiyou,Zhang Jiao,Zhai Caijiao
(Jiangsu Yanjiang Institute of Agricultural Sciences,Nantong 226541,Jiangsu,China)

Due to the fact of less arable land per capita in Jiangsu Province,the development,utilization and protection of coastal beach as important land reserve resources have attracted much attention.The authors summarized the primary progress of fast desalination and amelioration in coastal saline soils,large-scale screening of salt-tolerant crops,key techniques of crop cultivation and efficient cropping patterns in coastal beach made in Jiangsu Yanjiang Institute of Agricultural Sciences and relevant research institutions.Based on them,constructing a technique system of fast amelioration and efficient utilization of coastal beach in Jiangsu was proposed,including:(1)assessment of coastal saline soil and suitability of agriculture and forestry utilization of saline land;(2)fast desalting and amelioration of medium and heavy saline soil;(3)afforestation technology of coastal beach;(4)screening of salt tolerant crop varieties and developing high-efficient and large-scale cropping techniques.

Coastal Beach;Amelioration of Saline Soil;Salt Tolerant Crops;Planting Pattern;Agricultural and Forestry Utilization

S156.4

：A論文編號：cjas16080028

江蘇省重點研發計劃“鹽堿地水稻機插高產高效栽培技術集成創新與示范”(BE2015337)；南通市農業科技創新與產業化項目“沿海灘涂種草養鵝循環農業產業化關鍵技術研究與示范”(HL2014016)。

崔士友，男，1964年出生，江蘇南通人，研究員，博士，研究方向：沿海灘涂改良與耐鹽作物。通信地址：226541江蘇省如皋市長江鎮薛窯社區江蘇沿江地區農科所，Tel：0513-87573485，E-mail：cuisy198@163.com。

2016-08-31，

：2016-11-01。